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改进了带有内部谐振器的蜂窝夹芯板结构的冲击响应。 (英语) Zbl 1509.74043号

摘要:本文开发了一种具有周期性内部谐振器的十面体蜂窝夹芯板结构,以有效减轻冲击力并耗散冲击能量。将五种具有负有效质量特性的局部共振微结构应用于夹层结构,研究不同谐振器对载荷衰减的影响。理论和数值结果表明,多谐振器模型(MM)具有最佳的衰减效果。将阻尼特性添加到MM中,以进一步改善结构响应。分析结果清楚地表明,多谐振器的阻尼特性和局部共振相结合可以显著地消散冲击能量并减轻动载荷。还进行了优化分析,以优化弹簧刚度、集中质量和阻尼系数。夹层板结构的性能显著提高,结构质量相对较小。

MSC公司:

74M20型 固体力学中的冲击
74K20型 盘子
74E30型 复合材料和混合物特性
74M25型 固体微观力学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Bacigalupo,A。;Gnecco,G。;勒皮迪,M。;Gambarotta,L.,反四手征晶格金属材料低频带隙的优化设计,复合材料B部分:工程,115,341-359(2017)·doi:10.1016/j.composites.2016.09.062
[2] 巴恩哈特,M.V。;Xu,X.C。;Chen,Y.Y。;张,S。;宋,J.Z。;Huang,G.L.,用于宽带弹性波衰减的耗散多共振超材料的实验演示,《声音与振动杂志》,438,1-12(2019)·doi:10.1016/j.jsv.2018.08.035
[3] 比亚吉,R。;Bart-Smith,H.,金属波纹芯夹芯板的平面内柱响应,国际固体与结构杂志,49,26,3901-3914(2012)·doi:10.1016/j.ijsolstr.2012.08.015
[4] Bouhlel,医学硕士。;Nathalie,B。;隆美尔,G.R。;阿卜杜勒卡德尔,O。;Joseph,M.,利用克里金模型结合偏最小二乘法对高维约束问题进行高效全局优化,工程优化,50,12,2038-2053(2018)·兹比尔1523.90279 ·doi:10.1080/0305215X.2017.1419344
[5] Chen,Y.Y。;巴恩哈特,M.V。;Chen,J.K。;胡国凯。;Sun,C.T。;Huang,G.L.,用于亚波长尺度宽带波减缓的耗散弹性超材料,复合结构,136,358-371(2016)·doi:10.1016/j.compstruct.2015.09.048
[6] 陈,H。;李晓平。;Chen,Y.Y。;Huang,G.L.,包含内部耗散多谐振器的夹层梁的波传播和吸收,超声,7699-108(2017)·doi:10.1016/j.ultras.2016.12.014
[7] 陈振中。;吴振华。;Li,X.K。;陈,G。;高,L。;Gan,X.H。;Chen,G.F。;Wang,S.Z.,基于可靠性的设计优化的多设计点方法,工程优化,51,5,875-895(2019)·doi:10.1080/0305215X.2018.1500561
[8] Deb,K。;Amrit,P。;Sameer,A。;Meyarivan,T.,《快速精英多目标遗传算法:NSGA-II》,IEEE进化计算汇刊,6,2,182-197(2002)·数字对象标识代码:10.1109/4235.996017
[9] Dharmasena,K.P。;Wadley,H.N.G。;薛志勇。;Hutchinson,J.W.,金属蜂窝夹芯板结构对高强度动态载荷的机械响应,国际冲击工程杂志,35,9,1063-1074(2008)·doi:10.1016/j.ijimpeng.2007.06.008
[10] Hou,S.J。;舒,C.F。;Zhao,S.Y。;Liu,T.Y。;Xu,H。;Li,Q.,多层波纹夹芯板在破碎载荷下的试验和数值研究,复合材料结构,126,371-385(2015)·doi:10.1016/j.compstruct.2015.02.039
[11] Huang,H.H。;Sun,C.T.,具有负有效质量密度的声学超材料中的波衰减机制,新物理杂志,11,1,013003(2009)·doi:10.1088/1367-2630/11/1/013003
[12] 伊斯兰教,M.T。;Newaz,G.,《声腔中具有质量-杆阵列的超材料》,《应用物理快报》,100,1,011904(2012)·数字对象标识代码:10.1063/1.3673833
[13] 焦,Z。;Cheng,Y。;张,香港。;Huang,G.L。;Hu,G.,通过质量弹簧系统正负有效质量相互作用的实验研究,理论与应用力学通讯,5,5,196-199(2015)·doi:10.1016/j.taml.2015.08.003
[14] Kadlec,P。;Šeděnka,V.,变维数问题的粒子群优化,工程优化,50,3,382-399(2018)·兹比尔1523.90321 ·doi:10.1080/03052115X.2017.1316845
[15] M.H.Khan。;李,B。;Tan,K.T.,弹性超材料中的冲击载荷波传输,国际冲击工程杂志,118,50-59(2018)·doi:10.1016/j.ijimpeng.2018.04.004
[16] Krushynska,A.O。;库兹涅佐娃,V.G。;Geers,M.G.D.,《朝向局部共振声学超材料的优化设计》,固体力学与物理杂志,71,71,179-196(2014)·doi:10.1016/j.jmps.2014.07.004
[17] 赖,Y。;吴,Y。;盛,P。;张志强,混合弹性固体,自然材料,10,8,620-624(2011)·doi:10.1038/nmat3043
[18] 李,E。;何振中。;王,G。;Liu,G.R.,分析流体/固体和固体/流体声子晶体中波传播的有效算法,应用力学与工程中的计算机方法,333421-442(2018)·Zbl 1440.74416号 ·doi:10.1016/j.cma.2018.01.006
[19] 李秋秋。;何振中。;李,E。;Cheng,A.G.,用于缓解冲击力的三共振局部共振超材料的设计和优化,智能材料和结构,27,9,095015(2018)·doi:10.1088/1361-665X/aad479
[20] 李秋秋。;何振中。;李,E。;Cheng,A.G.,用于缓解冲击力的多传感器超材料设计,应用物理杂志,125,3,035104(2019)·doi:10.1063/1.5029946
[21] 李秋秋。;Song,K。;何振中。;李,E。;Cheng,A.G。;Chen,T.,人工树(AT)算法,人工智能的工程应用,65,99-110(2017)·doi:10.1016/j.engappai.2017.07.025
[22] Liu,X.N。;胡国凯。;Huang,G.L。;Sun,C.T.,一种同时具有负质量密度和体积模量的弹性超材料,应用物理快报,98,25251907(2011)·doi:10.1063/1.3597651
[23] 卢,C。;Zhao,M.Y。;刘杰。;Wang,J。;高,Y。;崔,X。;Chen,P.,复合材料蜂窝夹层结构在弯曲载荷作用下的应力分布,Procedia Engineering,99,405-412(2015)·doi:10.1016/j.proeng.2014.12.554
[24] 马尼马拉,J.M。;Huang,H.H。;Sun,C.T。;斯奈德,R。;Bland,S.,《使用负有效质量结构的动态荷载缓解》,工程结构,80,458-468(2014)·doi:10.1016/j.engstruct.2014.08.052
[25] 孟,H。;Wen,J.H。;赵海光。;Wen,X.,局部共振声学超材料对水下吸声特性的优化,《声与振动杂志》,331,20,4406-4416(2012)·doi:10.1016/j.jsv.2012.05.027
[26] 米切尔,S.J。;潘多尔菲,A。;Ortiz,M.,《超混凝土:设计骨料以提高动态性能》,《固体力学与物理杂志》,65,1,69-81(2014)·doi:10.1016/j.jmps.2014.01.003
[27] 米切尔,S.J。;潘多尔菲,A。;Ortiz,M.,《超混凝土板中弹性波传播的研究》,材料力学,91,9,295-303(2015)·doi:10.1016/j.mechmat.2015.08.004
[28] Pai,P.F。;郝,P。;Jiang,S.Y.,基于多频减振器的声学超材料梁,国际机械科学杂志,79,1195-205(2014)·doi:10.1016/j.ijmecsci.2013.12.013
[29] Ping,S。;张,X.X。;刘,Z。;Chan,C.T.,《局部共振声波材料》,《科学》,289,5485,1734-1736(2000)·数字对象标识代码:10.1126/science.289.5485.1734
[30] 夏尔马,B。;Sun,C.T.,《含周期插入谐振器的夹层梁中的局部共振和布拉格带隙》,《声音与振动杂志》,364,133-146(2016)·doi:10.1016/j.jsv.2015.11.019
[31] Sun,G.Y。;霍晓东。;陈博士。;Li,Q.,蜂窝夹芯板在弯曲和板内压缩下的实验和数值研究,材料与设计,133154-168(2017)·doi:10.1016/j.mades.2017.07.057
[32] Tan,K.T。;Huang,H.H。;Sun,C.T.,《优化声学超材料中有效质量负性的带隙》,《应用物理快报》,第101、24、241902页(2012年)·数字对象标识代码:10.1063/1.4770370
[33] 汤普森,D.J.,《一种用于减少梁中宽带波传播的连续阻尼减振器》,《声音与振动杂志》,311,3824-842(2008)·doi:10.1016/j.jsv.2007.09.038
[34] Wang,C.Y。;刘,Z.L。;Gao,L.J。;Xu,D.D。;庄,Z.,爆炸波作用下聚合物基体中颗粒共振响应的分析和数值模拟,计算材料科学,140,70-81(2017)·doi:10.1016/j.commatsci.2017.08.034
[35] Wu,Y.H。;刘,Q。;Fu,J。;李强。;Hui,D.,带CFRP面板的生物吸气铝蜂窝夹层结构的动态碰撞响应,复合材料第B部分:工程,121122-133(2017)·doi:10.1016/j.compositesb.2017.03.030
[36] Wu,J.E。;Wang,X.Y。;唐,B。;何振杰。;Zhao,H.,纵波和横波同时负折射的弹性超材料,AIP进展,7,10,105309(2017)·数字对象标识代码:10.1063/1.5001153
[37] Xiao,X。;何振中。;李,E。;Cheng,A.G.,《结构-声学耦合系统、机械系统和信号处理用多波段层压声学超材料设计》,115,418-433(2019)·doi:10.1016/j.ymssp.2018.06.004
[38] Xu,X.M。;蒋永平。;Lee,H.P.,使用遗传算法的夹芯板多目标优化设计,工程优化,49,10,1-20(2017)·网址:10.1080/0305215X.2016.1265304
[39] 杨晓凤。;马,J.X。;Shi,Y.L。;Sun,Y.X。;Yang,J.L.,生物吸气双向波纹夹芯板在准静态压碎载荷下的耐撞性研究,材料与设计,135,275-290(2017)·doi:10.1016/j.matdes.2017.09.040
[40] Ying,W。;赖,Y。;Zhang,Z.Q.,同时具有负有效剪切模量和质量密度的弹性超材料,《物理评论快报》,107,10,105506(2011)·doi:10.1103/PhysRevLett.107.105506
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